鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂，频率覆盖 系数难以达标等缺点，所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采 用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定 性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的 元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。
数/模电路
单片机内部数据只有0、1之分，所产生的信号也都是离散信号。为 了能够让单片机输出所需的数字信号，我们采用对信号采样、量化 的方法来实现由单片机产生所需信号。在本设计中，对信号的四分 之一周期采样19个幅度值，通过反复查表来输出幅度值，而整个信 号是通过正查表和逆向查表来实现的。采样的点越密，信号失真度 也就越小。两次采样点的输出时间间隔是由定时、计数器来控制的 ，因此，通过控制不同的计数初值就可以控制整个信号的频率。计 数时间=信号周期/72。计数次数=计数时间/机器周期。对应的，计 数初值=65536－计数次数。单片机只能产生离散频率的信号，所以 所得到的信号频率不是连续的，而是离散的频率点。正弦波和三角 波的频率控制方法都与上述方法相同，而方波的频率控制是半周期 计数，经过半周期只需改变输出为最大或最小电平即可。本设计为 低频信号发生器，在频率只有几十赫兹的时候计数次数将很大，因 此计数器的工作方式选为工作方式1，每次计数器溢出时需要重新 装入计数初值。
研究方案的设计与选择
方案一：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦 波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制 电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。 方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（ VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达 到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。 方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的 方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下 ，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生 的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。
利用单片机采用程序设计方法来产生 低频信号，其频率底线很低。具有线路 相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率 稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等 优点，并且能够对波形进行细微调整， 改良波形，使其满足系统的要求。只要 对电路稍加修改，调整程序，即可完成 功能升级。
国内外研究现状
近年来中国低频信号发生器行业取得了很大的发展，但是行业发展中也 存在一些问题，和国外相比仍有很大的差距。中国制造业由于缺乏核心技术， 贴牌生产仍然是“中国制造”普遍的生存模式。很多高端产品表面上市中国 生产，其实核心技术都来自国外。
硬件电路的实现原理与构思
如图所示80C51单片机为硬件系统的核心，单片机对键 盘扫描读入键值确定波形与频率，通过显示电路显示频率 值，通过数模转换器放大电路输出波形，通过示波器可以 观察波形与频率，复位电路用于系统复位重启。
数/模转 换电路
放大电路
显示电路
单
片 波形输出 键盘电路 机 复位电路
软件设计的构思
1μHz-8MHz正弦波、方波输出,1μHz-50MHz脉冲 输出;12bit,200MSa/S,64K存储深度的任意波形;内 置通用测量能力,GBIP,RS232标准接口;TCXO时 基可达1PPm频率准确度
课题研究内容
本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将 采用编程的方法来实现三角波、锯齿波、矩形波、 正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频 率和幅度进行程序的编写，并将所写程序装入单片 机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到来自 外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中 断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转 换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端 口输出。
北京凯弘电子仪器 频率范围： 5Hz～110KHz 10μV～6Vrms(加50Ω负载，最小可输出 输出电压： 1μV) 失真： 20Hz～20KHz≤0.005%，其余频≤0.01% 可直接预置： dB、μv、mv、v 290(W)x120(H)x320(D)mm 尺寸： 重量： 约8kg
Agilent(安捷伦)
工作的主要阶段、进度与时间安 排
工作任务 日程安排 熟悉题目，了解大概含义，查阅 资料，整理思路，学习Protues软 2013年1月至2013年2月 件。 细读资料，深入了解，认真学习 2013年2月至2013年5月 和工作，编程及调试。 整理前阶段内容，规范化语言， 2013年5月至2013年6月 写设计报告，准备答辩。
基于单片机的多功能函 数信号发生器设计
学生:*** 指导老师: *** 学 院:电子信息学院 专 业:气工程及其自动化
开题答辩主要内容
1
2 3
研究目的及意义
国内外研究现状
课题研究内容
4
5
研究方案的设计与选择
硬（软）件设计构思
研究目的及意义
函数信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用 于物理学、电工学教学实验，电子线路和微机原理、 接口技术实验，自动化测控系统等领域。 目前, 市场上常见的波形发生器多为纯硬件搭接而 成。